Sc、Zr复合添加量对Al-6Mg-0.6Mn合金铸态组织的影响

采用冶金法制备了四种不同Sc、Zr添加量的Al-6Mg-0.6Mn合金铸锭,利用金相显微镜、SEM及EBSD等手段研究了Sc、Zr添加量对合金铸态组织的影响。结果表明:在Al-6Mg-0.6Mn合金中添加w(Sc)=0.15%和w(Zr)=0.10%的Sc、Zr即可消除铸态枝晶网,获得明显细化的铸态组织;熔铸中粗大的Al3(ScZr)粒子不能起到细化晶粒的作用,反而恶化合金组织,进而对力学性能产生不利影响,应该严格加以控制。

Al-6Mg-0.2Sc合金高应变速率超塑成形性能

在温度400～500℃、初始应变速率为2.0×10-4～2.0×10-2 s-1的条件下,对Al-6Mg-0.2Sc合金冷轧板材(初始晶粒尺寸为25μm)进行了相应的超塑性能、高应变速率超塑性胀形成形实验研究.结果表明:在450℃、初始应变速率为2.0×10-2s-1的实验条件下,Al-6Mg-0.2Sc合金冷轧板材具有高应变速率的超塑性能,其最大延伸率为421%;在高应变速率条件下,胀形成形大端直径为d154 mm,深度h为80 mm的锥形零件的成形时间为73 s,成形后零件的壁厚变薄的不均匀率小于8%.此外,还对成形零件的微观组织进行了初步的SEM观察分析.结果表明,成形零件的微观组织无明显粗化,其孔洞率小于1.5%.

Al-6Zn-2Mg-0.2Sc-0.1Zr合金的热变形工艺研究

在Gleeble-1500热模拟实验机上对Al-6Zn-2Mg-0.2Sc-0.1Zr合金进行等温压缩试验,建立了该合金在变形温度为350～500℃、应变速率为1～10 s-1条件下的热加工图。利用光学显微镜和扫描电镜观察了不同变形程度下合金的组织和热裂纹,确定了适宜的变形参数。结果表明:Al-6Zn-2Mg-0.2Sc-0.1Zr合金高温变形的峰值应力随变形温度的升高而降低,其适宜的热加工温度和应变速率范围为:T>440℃,1.4 s-1<ε<3.5 s-1,单道次变形量小于60%。

微量Sc对Al-8.0Zn-1.6Mg-1.7Cu合金厚板组织与性能不均匀性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸和电子背散射衍射技术等研究了Al-Zn-Mg-Cu-Sc厚板(35 mm)组织与性能沿厚度方向的变化规律。结果表明:板材表层抗拉强度与心部相差2.5%,力学性能分布较均匀;板材表层与心部的再结晶存在显著的差异,表层再结晶比例达65%,心部仅为4.1%;板材的抗剥落腐蚀能力存在不均匀性,表层的抗剥落腐蚀能力小于心部。

Al-6Mg-0.52Mn-0.15Sc-0.1Zr合金铸锭的均匀化退火及组织演变

采用差热分析仪(DSC),光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)、布氏硬度测试等方法研究了Al-6Mg-0.52Mn-0.15Sc-0.1Zr合金铸锭在单、双级均匀化过程中组织,性能演变。研究结果表明:合金铸锭组织中存在着严重的枝晶偏析,非平衡共晶组织沿晶界呈连续链状分布;铸态合金在均匀化处理过程中,350℃以下均匀化时,合金硬度随均匀化退火温度升高而升高;350℃以上均匀化时,合金硬度和硬度峰值随退火温度上升而降低。电导率则随退火温度的升高和保温时间的延长而单调上升。合金于320℃保温最有利于获得尺寸细小、弥散的Al_(3)(Sc,Zr)析出相;再将温度提高到420℃进行均匀化,能够消除晶界上存在的非平衡共晶组织。确定该合金铸锭的最优均匀化工艺为320℃8 h+420℃4 h。

不同焊丝对Al-6Mg-0.7Mn-0.2Er-0.12Zr合金板材焊接性能的影响

分别以ER5E61、ER5B71铝合金焊丝为填充材料,采用脉冲TIG焊接方法对4 mm厚的Al-6Mg-0.7Mn-0.2Er-0.12Zr合金板材进行对接焊接试验,对比两种铝合金焊丝焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:当焊接电流为140 A时,两种焊丝均可实现单面焊双面成形。采用ER5E61铝合金焊丝焊接,焊接接头的屈服强度为177 MPa,抗拉强度为335 MPa,伸长率为12.15%,焊接系数为87%;采用ER5B71铝合金焊丝焊接,焊接接头的屈服强度为182 MPa,抗拉强度为343 MPa,伸长率为14.11%,焊接系数为90%。由于ER5B71铝合金焊丝中复合添加的Sc、Zr元素进入焊缝组织中,析出的Al_(3)(Sc, Zr)粒子的晶格类型及晶格常数与铝基体的极为相似,错配度极小,当焊丝熔化进入焊缝时,起到了较好的晶粒细化效果,提高了焊接接头的强度。

挤压铸造Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金的组织与性能

采用流变挤压铸造制备了Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金,通过拉伸试验、SEM和TEM等方法研究了浇注温度对半固态浆料、流变挤压铸造合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着浇注温度降低,半固态浆料和流变挤压铸造合金初生α-Al相形貌逐渐转变为近球形,在晶界附近析出的第二相分布越来越均匀,平均晶粒尺寸减小,圆整度增加。当浇注温度为700℃时,半固态浆料初生相尺寸最小,约为35μm,平均形状因子约为0.49,流变挤压铸造后合金平均晶粒尺寸约为43μm。流变挤压铸造合金的力学性能随着浇注温度的降低逐渐提升。合金经过470℃×10 h+500℃×2 h双级固溶后,大部分第二相溶于基体中。120℃×24 h时效处理后,合金的屈服强度为539 MPa,抗拉强度为612 MPa,伸长率为11%。

Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金淬火性能及TTT和TTP曲线（英文）

通过分级淬火处理得到Al-9.0Zn-2.5Mg-l.5Cu-0.15Zr-0.2Sc铝合金的时间-温度-转变(TTT)曲线和时间-温度-性能(TTP)曲线,采用透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射(XRD)对合金进行了相变分析。结果表明:在一定的温度下延长保温时间会导致试样的电导率增加,硬度降低。显微组织观察表明,随着保温时间的增加,许多大型杆状平衡相η(MgZn2)会在基体中析出并快速生长,导致淬火过程中溶质损失,削弱了随后的时效强化效果。η粒子沉淀析出的主要原因是溶质原子的快速扩散和强大的相变驱动力。淬火敏感温度范围为270～390℃。因此,在淬火敏感温度范围内,需适当提高冷却速度以获得较高的力学性能。其他温度范围内应考虑适当降低冷却速度以控制残余应力。

Al-6Mg-0.8Zn-0.5Mn-0.2Zr-0.2Er合金高强耐损伤工艺与微观组织研究

以Al-6Mg-0.8Zn-0.5Mn-0.2Zr-0.2Er合金为基础,对该材料的冷轧态,温轧态,完全退火态进行拉伸测试和疲劳裂纹扩展速率测试。运用电子背散射衍射(EBSD),透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM)对合金的原始组织、疲劳断口、裂纹扩展路径进行观察,研究微观组织对材料拉伸性能及疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:温轧态屈服强度高,裂纹扩展抗力大,实现了高强高耐损伤性能的匹配。这主要是由于温轧态轧制过程中发生动态回复,位错缠结规整化,具有较多的亚晶界,该种组织模式对材料的屈服强度和疲劳裂纹扩展抗力均有提高。

Hot deformation behavior and processing map of Mg-2Zn-1Al-0.2RE alloy

In this study,uniaxial hot compression tests were carried out between 200 and 400℃ over strain rates of0.001-1 s-1 to investigate the hot deformation behavior of Mg-2 Zn-1 Al-0.2 RE alloy with coarse grains.The average activation energy was measured to be 174.51 kJ/mol.In addition,a constitutive relation based on the Arrhenius equation was established.Dynamic recrystallization(DRX) kinetics were studied by Avrami equation to characterize the evolution of DRX volume fraction.DRX was favored at high temperatures of 300-400℃ and low strain rates of 0.001-0.01 s-1.According to dynamic material model and Prasad’s instability criterion,a maximum power dissipation of 38% and 32% occurs at 400℃/0.001 s-1 and 400℃/0.01 s-1,respectively.According to the proce ssing map,330-400℃/0.001-0.01 s-1was determined as the optimum deformation parameter range.

Sc含量对机械工业用新型轻合金的性能影响

生产了机械工业用新型轻合金Mg-6Al-2Sn-0.1Ti,其中添加0-0.8wt%Sc。进行了显微组织、力学性能、疲劳性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明随Sc含量增加,合金的力学性能、疲劳性能和耐腐蚀性能均呈现出先增大后减小的变化趋势。与不添加Sc的合金相比,添加0.4%Sc可使合金的抗拉强度增加51 MPa、屈服强度增加52 MPa、伸长率增加5.4%、疲劳寿命增加71.2%、腐蚀电位正移221m V;此时,Sc含量优选为0.4%。